该装置具有下列性能特点:
(1) 加装电抗器, 保证电泵机组正常运行。
该变频调速装置在对交流电进行变频处理时, 将会随之产生少量的高次谐波, 由于电潜泵机组的电缆较长, 为更好地保证电泵机组的正常运行, 该变频调速装置在输出端加装了电抗器, 将输出的交流电中的高次谐波进行清除, 减小对电泵机组的影响,延长机组使用寿命。
(2) 提高变频控制装置关键散热装置的防护等级, 提高对环境温度的适应性。
(3) 双控制系统, 提高系统使用可靠性。该变频调速装置共安装有两套控制系统, 外控制系统是由简单的按钮进行操作, 可实现最基本的启、停及调频功能; 内控制系统是通过安装在控制柜内部的键盘实现的, 不仅可完成基本的启、停及调频功能, 还可以进行内部参数的设定以及故障代码的查看。两套控制系统可实现互为备用, 保证该装置的正常运行。
(4) 内设故障代码, 便于故障检测及管理。
为便于运行与管理, 该变频调速装置共设置了18项故障显示, 每一项故障显示使用一种代码表示,当该装置发生故障时可依照此故障代码进行查询,正确判断和分析故障原因, 提高管理水平。
(5) 强大的控制保护功能, 保证电泵机组正常运行。该装置共设有8项保护功能, 其中电压保护分为3种, 电流保护分为3种, 温度保护分为2种。给电潜泵提供了一个安全可靠的运行环境。例如电流保护: 当运行电流达到额定电流的110%时, 该装置在运行20min后将自动停机; 当运行电流达到额定电流的150%时, 该装置运行1min就会自动停机; 瞬时电流达到额定电流的250%时,该装置会立即自动停机。
1.1应用效果
(1) 减小油井开关时的启动瞬时电流对电缆、井下机组的冲击伤害, 从而延长油井免修期。电泵机组在工频全压启动时, 启动瞬时电流可达到额定电流的6～8倍, 目前所使用的软启控制柜可将启动瞬时电流降至额定电流的2～3倍, 对电缆和井下机组仍具有一定伤害, 易造成油井躺井。而利用变频调速技术启动电泵机组, 其启动瞬时电流可控制在额定电流的110%范围之内, 可最大程度减少电流冲击, 延长电缆和井下机组寿命, 延长免修期。
(2) 实现电泵机组的变频运行, 节约电能。
CB351和CB151 - 1井安装变频调速装置后均进行了一系列的调试, 根据调试结果计算目前这两口井平均节能效果可达到20%～30% , 按照72kW电泵机组计算, 每日可节约电能518kW ·h, 全年可节约电能1819 〔104 kW·h, 考虑开发平台为柴油机发电, 每口油井全年可节约柴油41163 t, 柴油按3000元/ t计算, 每口井每年将节约124890元。
(3) 通过变频运行, 使电泵机组在最适合的工况下运转, 保证油井正常运行。CB151 - 1井在检泵作业后油压及电流均存在波动, 油压波动范围015MPa, 电流波动范围3A, 在安装变频调速装置后进行调频运行实验, 目前该井电泵机组运行频率为43Hz, 油压和电流平稳, 波动情况消失, 电泵机组的运行适应地层能量的变化, 更好地保护了电泵机组。
2.1应用展望
埕岛油田约有潜油电泵井180 口, 只有50%油井安装使用了软启控制柜, 电泵井平均泵效为77% , 造成了大量的能源浪费, 加装变频调速装置可根据实际井况来调节电泵运转频率及功率, 将电泵能耗降为最低, 预计每口井可节约电能30%左右, 具有广阔的应用前景, 尤其是对供液不稳、开关井频繁的边缘区块具有很强的适应性。